كيف ساعد التحفيز الكهربائيّ الوظيفيّ مشلولاً سابقاً على المشي؟

ساعد العلاج الجديد الذي يجمع بين التحفيز الكهربائيّ الوظيفيّ (FES) وواجهة الدماغ والحاسوب (BCI) مريضاً مشلولاً سابقاً على المشي بشكل أفضل، بفضل جهود باحثين من المعهد الفيدراليّ السويسريّ للتكنولوجيا في لوزان، ومن مستشفى جامعة لوزان، بحسب دراسة نشرتها مجلّة "نايتشر".

المريض، الذي عانى من إصابة في النخاع الشوكيّ عند المستوى C5 قبل أربع سنوات، لم يكن لديه سيطرة طوعيّة على ساقيه، وكان بإمكانه المشي بمساعدة هيكل خارجيّ روبوتيّ فقط.

إلى ذلك، قام الباحثون بزرع جهاز واجهة دماغ الحاسوب لاسلكيّاً في دماغه لتسجيل الإشارات العصبيّة المتعلّقة بالمشي، مع زرع محفّز كهربائيّ في أسفل النخاع الشوكيّ لتنشيط عضلات معيّنة في الساق.

استخدم جهاز الحاسوب خوارزميّات التعلّم الآلي لفكّ تشفير إشارات الدماغ وإرسال الأوامر إلى المحفّز، الذي يقوم بدوره بإيصال نبضات كهربائيّة إلى مناطق الحبل الشوكيّ التي تتحكّم بحركات السّاقين. وتمّ تصميم الأنماط وفقاً لتشريح وظائف المريض.

مكّن العلاج المريض من الوقوف والمشي بشكل أكثر طبيعيّة مع استخدام عكّازين لتحقيق التوازن، ومن صعود السلالم واجتياز العقبات المعقّدة مثل العشب أو الحصى.

وذكر المريض أنّ الجهاز سمح له بالتحكّم بساقيه بشكل حدسيّ ومن دون جهد.

كذلك، أدّى العلاج إلى تحسين الشفاء العصبيّ للمريض، إذ استعاد بعض السيطرة الطوعيّة على ساقيه، بالرغم من إيقاف تشغيل النظام بعد 40 جلسة إعادة تأهيل، وبات يمكنه المشي فوق الأرض باستخدام العكّازين وجهاز التحفيز الكهربائيّ الوظيفيّ وحده، من دون الحاجة إلى واجهة الدماغ والحاسوب أو الهيكل الخارجيّ.

ويأمل العلماء في أن يمهّد العلاج الجديد لعلاجات جديدة للأشخاص الذين يعانون من إصابات في النخاع الشوكيّ، ومن اضطرابات عصبيّة أخرى.

لكنّ النتائج الواعدة التي تحقّقت لم تقطع جدل فريق العلماء بأنّ الدراسات المستقبليّة ستتطلّب "تصغير وحدة الحوسبة وإنشاء هوائيّات غير ملحوظة"، مع معدّلات نقل بيانات أسرع، وتحكّم لاسلكيّ مباشر من وحدة الحوسبة القابلة للارتداء".

 وعلى الرغم من التحدّيات التقنيّة الهائلة، فقد يصل النظام إلى السوق في غضون خمس سنوات أو سبع.